java - 搜索排序的矩形列表答案

【问题标题】：java - search sorted list of rectanglesjava - 搜索排序的矩形列表
【发布时间】：2016-01-16 20:07:18
【问题描述】：

我有一个矩形列表，以通常的方式创建：

List<Rectangle> rects = new ArrayList<>();

添加了一些矩形（所有矩形的宽度和高度都非零）。 List 包含的 Rectangles 的数量可以在 0 到 10,000 之间，通常在 4,000 到 6,000 之间。

列表按矩形原点的 X 坐标升序排序，然后对重复的 X 坐标按 Y 坐标升序排序（尽管很少有两个或多个具有相同 X 坐标的矩形）。

我已验证排序正确完成（我正在使用带有自定义比较器的 Collections.sort）。

我需要一个将两个整数 x 和 y 作为输入的方法，并返回找到的第一个包含点 (x,y) 的 Rectangle，如果列表中没有包含该点的 Rectangle，则返回 null。

public Rectangle findContainingRectangle(int x, int y)

提供所需功能的简单方法是遍历列表并在每个 Rectangle 上调用 contains 方法，但这太慢了。

List 将在程序运行时被修改，但与需要搜索 List 的速度相比，这个速度是微不足道的，因此需要相对较慢的初始化的算法是可以的。

我查看了 Collections.binarySearch，但不知道如何使用它。我对 Java 没有太多经验，所以如果有另一个 Collection 可以与 List 类似地使用，但更适合我需要的搜索类型，那就太好了（我已经阅读了有关 Maps 和 Sets 之类的文档，但没有'不承认任何优势）。

【问题讨论】：

这似乎是一个解决方案：stackoverflow.com/questions/10269179/…
谢谢。我的情况有点“简单”，因为我只需要返回一个包含 Rectangle 的内容，但 R-tree 可能仍然是一个解决方案。

标签： java algorithm search 2d sortedlist

【解决方案1】：

在维护排序列表的同时，您可以在“X”坐标上使用二进制搜索来查找包含所需“X”的矩形的候选者，然后在“Y”坐标上使用二进制搜索。

您应该自己实现二进制搜索，我看不到您可以使用 Collections.binarySearch 方法的方法。

预期复杂度：O(log n) 作为 n 矩形的数量。（有点多，因为你可能有重复）

但是，为此，您应该在添加其他实例的同时保持数组排序，（在每次插入后排序）。

【讨论】：

【解决方案2】：

使用HashSet。 Map 在这里不合适，因为您没有创建键值对，Stream 也不适合这种情况。

请务必覆盖Rectangle 中的equals() 和hashCode()，如下所述：Why do I need to override the equals and hashCode methods in Java?

【讨论】：

【解决方案3】：

您可以像这样使用并行流搜索您的列表

public Rectangle findContainingRectangle(final int x, final int y) {
    List<Rectangle> rectangles = new ArrayList<>();

    Rectangle rec = rectangles.parallelStream().filter((r)->{
        if(r.getX()==x && r.getY()==y){
            return true;
        }
        return false;
    }).findFirst().get();
    return rec;
}

【讨论】：

【解决方案4】：

只需运行多次二进制搜索 - 因为相同 x 的概率很低，正如你所说的，它不会花费很多次，所以它仍然会登录

a) 运行二分查找

b) 如果找到则删除项目 - 并将索引保留在找到的位置

c) 在 a) 处对剩余的列表重复二分查找，直到返回 null

d) 那么你有一个小的索引数组，你可以看到哪个是最小的

e) 然后在指定位置重新插入删除的元素

【讨论】：

【解决方案5】：

您可以尝试查看流的性能。我不确定它是否足够快，但您可以测试一下。

Rectangle rec = rects.stream().filter((r)->{
            return r.contains(x, y);
        }).findFirst().get();

【讨论】：

【解决方案6】：

您可以创建地图。

Map 是关联两个值的最佳方式。您可以将“x”值与其在列表中的第一个位置相关联。然后你只需要从第一个'x'位置循环到列表中的另一个'x'。

如果您在地图上没有找到“x”，那么他们的列表中没有合适的矩形。

通过这种方式，您不会探索所有错误的“x”条目。

【讨论】：